留在留在西莊子的陳憲,利用這個時間,開始了球磨機的研制。
球磨機的原理倒并不復雜,就是將需要粉碎的原材料,和一些大小不一的鐵球一起裝進滾筒中,然后旋轉滾筒,讓鐵球和材料一起滾動,互相碰撞,最終達到粉碎材料的目的。
陳憲在滾筒上鉆了一些十分細小的孔洞,用來篩出已經磨碎的水泥粉末。
對于球磨機的制造方案,陳憲也已經有了腹案,他打算用扎鐵機扎制一些七八毫米的厚鐵板,通過簡單的水力滾圓設備,將這些鐵板加工成圓弧型。
滾圓機的原理非常簡單,就是用三個聯動的輥子,一般是上面一個,下面兩個,將需要滾圓的鐵板放入上下兩組輥子之間,轉動聯動的輥子,上下兩組輥子就能將鐵板壓成圓弧型。
這種機器比較難的地方在于需要通過調節三根輥子來滾出不同直徑的弧形板,但陳憲顯然不需要這么復雜的機器,他完全可以將三根輥子的位置定死,只能滾出一個圓弧的弧形板。
如果不需要調節的話,這個機器就簡單了,三根鑄造的輥子,三個鑄造的齒輪,在加上一臺水輪機作為動力,就OK了,難度完全不比扎鐵機難。
圓弧板加工好之后,在四周鉆上鉚接孔。
鉆孔完成之后,對板材進行悶燒滲碳和淬火。
接下來,就可以將這些圓弧板拼接成一個大圓筒。
拼接采取鉚接法,在圓弧板四周鉆出鉚接孔,然后用燒紅的鍛造鉚釘將這些圓弧板一塊塊的拼接起來,最終得到一個直徑超過一米,長度超過五米的大滾筒。
將鍛造的鉚釘穿過鉚接孔,乘著紅熱將鉚釘小端砸扁,就能將兩塊鐵板連接起來,紅熱的鉚釘冷卻后會收縮,將兩塊鐵板緊緊的連接在一起。
十八世紀末期,電焊機出現以前,蒸汽機鍋爐,鐵甲艦的的船體都是用這種辦法拼接的。
滾筒的中軸由鑄造加工,鑄造時預留好安裝用的凸臺和安裝孔,兩端的支撐蓋板,內部的支撐隔板都用鍛造板材拼接而成。
最后滾筒被安裝在兩個巨大的水泥墩臺上,滾筒的滑動軸承(沒有滾珠,阻力比較大)就鑲嵌在水泥墩臺上。
滾筒的動力由一臺單獨的水輪機提供。
最后再鑄造大量大小不等的生鐵球放入滾筒。
球磨機的工作原理不難,制作起來也不算費事,所以陳憲試制的第一臺球磨機就取得了成功。
這臺球磨機一次可以加工兩千多斤的水泥料,一天出料超過五千斤。
這個效率自然不能和真正的球磨機相比,但也比水碓加碾槽強了十倍。
有了球磨機,粉碎就不在是水泥生產中的瓶頸,反而水泥的燒制效率開始拖后腿。
陳憲又將水泥窯進行了一些改進。
他加粗了水泥窯的直徑,在水泥窯外面修建了磚房,磚房的一層是水泥窯燃燒室,二層是燒制水泥的窯室,三層是預熱室。
水泥物料先被通過建筑外面的坡道直接運送上三樓,在這里,物料被裝進抽屜式的預熱倉內,推入爐腔進行預熱。
預熱完成后,抽屜式的預熱倉會被整體抽出,通過滑輪升降臺送到二樓,工人將預熱好的物料和預熱倉一起推入燒制窯進行煅燒。